Коэффициент направленного действия. Коэффициент усиления. Поляризационная диаграмма. Рабочий диапазон частот.

КНД введен Пистолькорсом в 1929. КНД - характеризует степень выигрыша по мощности получаемого в следствии направленности антенны. Вводится гипотетическая изотропная(ненаправленная) антенна. Которая излучает во все стороны равномерно(создать такую антенну практически невозможно).

Сформировать узкую ДН можно моделью зеркальной антенны, облучатель помещен в фокусе (фазовом центре антенны), на выходе происходит фокусирование электромагнитной энергии, выравнивание сферической волы в плоскую.

КНД показывает во сколько раз мощность излучаемая изотропной антенной должна быть больше мощности излучаемой рассматриваемой антенны при условии равенства возбуждаемых ими полей направлении углов _.

КНД – показывает во сколько раз плотность потока мощности излучаемая антенной в направлении углов больше чем плотность потока мощности излучаемой изотропной антенной при условии равенства мощностей излучаемых обеими антеннами.

Замечание: КНД определяется только формой ДН(шириной ДН). КНД увеличивается с уменьшением ширины ДН. Максимальное значение КНД достигается в направлении главного максимума.

Текущее значение КНД. -квадрат нормированной ДН.

Формула максимально КНД(применятся дли игольчатых ДН), практическая формула.

Напряженность поля в дальней зоне.

-формула идеальной радиопередачи.

Элементарный вибратор КНД=1.5. Симметричный полуволновый вибратор 1.64, ширина 78. Директорная антенна 20-40. Зеркальная антенна 1000-50000. Зеркальные антенны крупных радиотелескопов .

Коэффициент усиления.

К У характеризует степень выигрыша антенны с учетом потерь в ней. Подводимые мощности одинаковы, ДН разные. У 1й антенны потери больше чем во второй. Потери характеризуются КПД.

КУ показывает во сколько раз мощность подводимая к изотропной антенне не имеющей потерь должна быть мощности подводимой к рассматриваемой антенне при условии равенства полей возбуждаемых этой антенной в направлении углов _.

Домножим числитель и знаменатель на :

Замечание: Для УКВ диапазона , следовательно .

Поляризационная ДН. Величины и напряженность электрического поля в азимутальной и угломестной плоскостях имеют различные амплитуды и как правило сдвинуты по фазе. Поле антенны будет поляризовано элептически. Рассмотрим поляризационный эллипс.

В водится параметр называем коэффициентом поляризации.

(меньше либо равен)

Характеризуется углом наклона большей оси эллипса и направлением вращения вектора Е. При переходе из одной точки в другую, параметры поляризационного эллипса меняются.

Зависимость коэффициента поляризации поляризационного эллипса от пространственных углов называют поляризационной ДН. В общем случае у нас линейная поляризация, на приемном конце нужно ставить антенну с такой же поляризацией.

Частотный диапазон.

Д ля обеспечения режима бегущих волн регистрируем коэффициент стоячих волн, на центральной частоте он должен быть равен 1. КСВ=1.2 влево и вправо. (Допускается для наземных станций КСВ=1.15, воздушный КСВ=1.2) Зафиксировав данные значения, получили диапазон частот в котором антенна не теряет своих качеств.

Интервал частот, в котором заданные параметры антенны не выходят из заданных границ, называют рабочим диапазон частот антенны, те полосой пропускания.

Рабочий диапазон определяют по изменению входного сопротивления антенны. В режиме бегущих волн выходное сопротивление передатчика согласовано с длинной линией и входным сопротивлением антенны(на передачу). Сопротивление антенны должно быть согласовано с волновым сопротивлением тракта передачи и входным сопротивлением приемника(на прием). Если есть рассогласование, но в пределах указанного, это покажет и сопротивление(должно быть чисто активным, и = волновому). Антенна выполняет роль пространственного фильтра(ДН), частотного фильтра, поляризационного фильтра.

Ширина полосы пропускания:

Вводится коэффициент перекрытия по частоте:

- узкополосная; - широкополосная;

диапазонная. Вводится коэффициент перекрытия диапазона.

, частотно независимые антенны(логопериодические антенны).

Допустимая величина излучаемой мощности. При напряженности поля более 30кВ/см вблизи антенны будет диэлектрический пробой.: Предельно допустимая определяется из E<30кВ/см, рабочую мощность антенны выбирают как правило в 2-3 раза меньше чем предельно допустимая. Величина предельно допустимой мощности излучения уточняется экспериментально.

РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ ПРИЕМНЫХ АНТЕНН